Второй экземпляр самолета должен был развивать скорость 370–400 км/ч на высоте 8000–9000 метров, перевозить до двух тонн бомб на расстояние от 1200 до 3800 км, в зависимости от взлетного веса, и подниматься более чем на 11 000 метров, что обеспечивало его надежную защиту как от зенитной артиллерии, так и от истребителей противника. В то время это была правильная концепция, только вот для достижения такого потолка требовались высотные двигатели. Одним из путей повышения мощности моторов в разреженном воздухе было использование очень компактных турбокомпрессоров, вращавшихся под воздействием выхлопных газов двигателей.

Второй опытный экземпляр самолета ТБ-7

Вращаясь с огромной скоростью, их лопатки часто разрушались, не выдерживая центробежных нагрузок и высокой температуры выхлопных газов двигателей. Высокопрочных сталей, способных работать в столь тяжелых условиях, в стране тогда не было, и выход нашли, установив в фюзеляже пятый мотор, приводивший в действие агрегат центрального наддува (АЦН) основных двигателей. Часто это техническое решение в литературе выдают за гениальное, и, чтобы избавить читателя от заблуждений, поясню, что пятый мотор, весивший около 500 кг, не только утяжелял самолет, на котором каждый килограмм был на вес золота, но и снижал его скорость, высоту и дальность полета. Для сравнения: турбокомпрессоры были почти в десять раз легче.

Самолет скомпоновали по классической схеме. В носовой части размещалась электрифицированная стрелковая установка под пушку ШВАК калибра 20 мм. Под ней, в «бороде», – кабина штурмана. Летчики сидели друг за другом в кабинах, расположенных в средней части фюзеляжа и смещенных к левому борту. За их кабиной располагался АЦН-2 с двигателем М-100А и центробежным компрессором, от которого к основным моторам АМ-34ФРН тянулись воздуховоды. За АЦН-2 находилась турельная установка с пулеметом ШКАС, а в кормовой установке – электрифицированная турель под пушку ШВАК. Были предусмотрены люковая и оконная установки под ШКАС и ШВАК соответственно, а также две шассийные – под ШВАКи и командирская с пулеметом ШКАС. Дело в том, что, когда создавался ТБ-7, на его борту, как и на ТБ-3, присутствовал командир экипажа. Это позже командиром корабля сделали левого летчика.

Как и на предыдущих тяжелых машинах, Туполев сохранил регулируемый стабилизатор с расчалками. Кроме АЦН-2, на самолете были и другие новшества – крыльевые щитки и полуубирающиеся основные опоры шасси. Удельная нагрузка на крыло возросла с 92,65 кг/м у ДБ-А до 129 кг/м2.

Установленные на самолете двигатели, еще не прошедшие государственных испытаний, обладали крайне низким ресурсом (около 30 часов) – и заниженной мощностью 1050 л.с. вместо расчетных 1200 л.с.).

ТБ-7 построили на заводе опытных конструкций (ЗОК), который с 1 июля 1936 года был выделен из состава ЦАГИ и преобразован в завод № 156. К тому времени Туполев стал главным инженером Главного управления авиационной промышленности, и вся ответственность за создание машины легла на плечи В.М. Петлякова и заместителя начальника КБ сухопутных самолетов И.Ф. Незваля.

Кормовая стрелковая установка дублера ТБ-7

Впервые самолет преодолел земное притяжение 27 декабря 1936 года. Этот и все последующие полеты на этапе заводских испытаний провел экипаж М.М. Громова без АЦН. Естественно, все ждали подтверждения расчетных данных, но скорость не превысила 370-км рубеж. И хотя по скорости (на 40 км/ч) самолет превзошел предшественника ДБ-А с моторами М-34РНБ, но в конце 1930-х этого было явно недостаточно. Заводские испытания машины затянулись, и лишь в конце марта приступили к монтажу АЦН и устранению выявленных дефектов. Завершение этой работы совпало с началом строительства бетонированной ВПП на Центральном аэродроме, и испытания ТБ-7, как, впрочем, и других машин, перевели на Центральный аэродром НКТП имени Л.М. Кагановича в подмосковные Подлипки. Здесь и произошло первое ЧП, причем в первом же полете. При посадке сложились главные опоры шасси. В итоге получили повреждения гондолы уборки шасси и «борода» – выступавшая снизу кабина штурмана. Все это серьезно задержало испытания бомбардировщика. К тому же в стране началась очередная полоса арестов «неблагонадежных». Вслед за Туполевым за решетку угодил и Петляков, и всю ответственность по доводке самолета возложили на Незваля.

После ремонта машины с 11 августа по 28 октября 1937 года состоялись совместные с НИИ ВВС государственные испытания. В состав экипажа входили П.М. Стефановский, второй пилот В.Е. Дацко и штурман А.М. Брянденский. Ведущим инженером назначили И.В. Маркова. В испытаниях также участвовали летчики М.А. Нюхтиков и Антохин, штурманы Черкасов, Никитин, Цветков и Соколов. Облетали самолет А.Б. Юмашев и Бабкин. Здесь и проявились его преимущества перед созданной ранее техникой. Первые же полеты показали, что самолет не только соответствует требованиям заказчика, но и несколько превосходит их.

Так, максимальная скорость с АЦН-2 достигала 403 км/ч на высоте 7900 метров, а без АЦН – 360 км/ч на высоте 3100 метров. В заключении отчета по их результатам отмечалось, что «большие максимальные скорости ТБ-7 на высотах, близких к потолку современных истребителей, делают его малоуязвимым на высотах 7000–10 000 метров». Тогда же рекомендовалось, не дожидаясь окончания полных государственных испытаний, начать постройку опытной серии из пяти машин, но с заменой агрегата АЦН турбокомпрессорами, доработкой вооружения и устранением выявленных дефектов. Однако с турбокомпрессорами тогда ничего не вышло, и серийные ТБ-7, лишенные пятого мотора, значительно утратили свои первоначальные данные.

Осенью 1937 года вслед за Туполевым был арестован и В.М. Петляков. Все это свидетельствовало об охлаждении интереса руководства страны, и прежде всего Сталина, к новой машине. Похоже, что вождь вычеркнул тяжелый бомбардировщик из своих планов, сделав ставку на дальний бомбардировщик ДБ-3. Естественно, доводка машины затянулась. Тогда же был поставлен крест и на варианте ТБ-7 с гермокабинами, подобными тем, что предлагал В.Ф. Болховитинов в своем проекте «БДД» еще в 1935 году.

В январе 1938 года ТБ-7 снова поступил в НИИ ВВС, на этот раз на лыжном шасси. К этому времени на самолете уменьшили площадь вертикального и увеличили горизонтальное оперение. Были и другие изменения, способствовавшие улучшения устойчивости и управляемости машины. В целом летные характеристики машины при эксплуатации в зимних условиях снизились почти на 10%, тем не менее в отчете отмечалось, что «проведенные испытания еще раз подтверждают необходимость немедленного внедрения самолета ТБ-7 4М34ФРН в серийную постройку в 1938 году.».

Дублер ТБ-7 на лыжном шасси